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Klima & Energie

«Die Menschheit ist kreativ»

Julia Schmale, Umweltwissenschaftlerin und Professorin an der EPFL Valais-Wallis, erforscht den Klimawandel in den Polarregionen – und bleibt trotz erschreckender Erkenntnisse optimistisch.

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Ivan Klima, der heute 91-jährige tschechische Schriftsteller, wurde einst mit seinem Buch «Laska a smeti» («Liebe und Müll») berühmt. In den 1980er-Jahren war seine Prognose ziemlich düster: «Weil nichts von der Oberfläche des Planeten verschwindet, werden uns die Folgen unserer Taten eines Tages begraben. » Dass wir von den Umweltsünden in der Vergangenheit eingeholt werden, ist auch Teil des Alltags von Julia Schmale, Assistenzprofessorin an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) im Bereich Umweltingenieurwesen. Ursprünglich hat sich die Klimaforscherin mit dem Thema Abfall auseinandergesetzt, genauer gesagt: mit den Hinterlassenschaften unserer Zivilisation in weit entfernten Regionen – und auch in der Luft. «Mich hat besonders interessiert, wie wir die Atmosphäre missbrauchen: als unsichtbare Mülldeponie mit globalen Auswirkungen.» Von dieser Erkenntnis ist es nicht weit zum Klima, der Materie, die Julia Schmale heute beschäftigt. Nach Stationen an Universitäten und Forschungseinrichtungen in Leoben (Österreich), Mainz, Potsdam und dem Paul-Scherrer-Institut in Villigen AG gehört die EPFL-Professorin international längst zu den führenden Expertinnen und Experten, wenn es um die Beschaffenheit der Atmosphäre geht. Im Fokus steht hier insbesondere die Wechselwirkung winzig kleiner Partikel (Aerosole) mit den Wolken. Wissenschaftlerinnen wie Julia Schmale wollen die Prozesse in der Atmosphäre erkunden, die sich um andere Substanzen als Kohlenstoffdioxid drehen. Aerosole werden sowohl direkt vom Menschen beeinflusst als auch von natürlichen Prozessen in der Umwelt, die sich zusätzlich noch mit dem Klimawandel ändern.

Rasante Erwärmung am Nordpol

Julia Schmale leitet auf dem EPFL-Campus in Sitten das Forschungslabor für extreme Umweltbedingungen und arbeitet projektbezogen in verschiedenen Teams, so etwa am Umweltforschungszentrum ALPOLE. Dort untersucht sie die klimatreibenden Veränderungen in den Alpen und den Polarregionen. Es geht nicht um technische Anwendungen, sondern darum, Veränderungsprozesse, deren Ursachen und Auswirkungen besser zu verstehen. Die Region um den Nordpol, die zentrale Arktis, ist besonders interessant, weil sie sich bis zu viermal schneller erwärmt als der Rest der Erde. «Hier passiert heute schon, was anderen Weltregionen noch droht», erklärt die Professorin. «Städte wie Tromsø im Norden Norwegens leben quasi schon im Jahr 2060.»

So rein wie vor 250 Jahren

2016 war Julia Schmale in der Antarktis vorindustriellem Feinstaub auf der Spur. Das sind Luftpartikel aus Meersalz und Meeresalgen, die hier, am entlegensten Flecken der Erde, fast noch so rein sind wie vor 250 Jahren. Als Atmosphärenforscherin braucht sie diese vergleichsweise reine Luft als Referenzwert, um zu erfahren, wie sich die Zusammensetzung und die Prozesse in der Luft im Verlauf der Zeit verändert haben. Auch bei der internationalen MOSAiCForschungsexpedition, der bisher grössten in die zentrale Arktis, hat sie eine führende Rolle übernommen. Ziel von MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) war es, die Prozesse in der Natur zu erkunden und mit Hilfe von Klimamodellen so darzustellen, dass man verlässliche Prognosen treffen kann. Anders als in der «sauberen» Antarktis transportierten Schmale zufolge ungewohnt warme Luftmassen industriellen Feinstaub aus Eurasien dorthin, zusätzlich zu der jährlichen Akkumulation von Luftschadstoffen im Winter in der Zentralarktis. Die Messgeräte registrierten Rekordwerte. Feinstaub ist ein Problem für das Klima, denn er verunreinigt nicht nur die Atmosphäre, sondern reflektiert und absorbiert auch die Sonnenstrahlung. Ausserdem trägt er zur Wolkenbildung bei. Und Wolken über dem Eis stauen die Erdwärme. Die Folge: Die Temperaturen sinken in der polaren Nacht nicht mehr so stark. Die Erwärmung beschleunigt sich. Fragt man die Forscherin mit ihrer 15-jährigen Erfahrung in Polargebieten nach ihrer bislang wichtigsten Erkenntnis, muss sie nicht lange überlegen: «Die Änderungen in der Arktis sind immer schneller und extremer, als man sich das je vorgestellt hat. Trotz unseres Hintergrundwissens. Das beunruhigt mich sehr. Und es motiviert mich, weiterzuforschen.» In den kommenden Jahren wird Julia Schmale ein Projekt in der Antarktis leiten. Ziel ist es, herauszufinden, inwiefern die Wolkenbildung zur Erwärmung des Kontinents beiträgt. «Man könnte die Antarktis als schlafenden Riesen bezeichnen. Noch macht sich der Klimawandel dort eher langsam bemerkbar, wobei die Beschleunigung der Antarktiserwärmung aber schon im Gange ist», so die Wissenschaftlerin. «Die Eisschmelze in der Antarktis wird signifikant zur Erhöhung des Meeresspiegels beitragen. Allerdings sind die Prozesse, die dabei eine Rolle spielen, wie zum Beispiel die Bewölkung, noch nicht gut verstanden. Und deshalb ist es schwierig, vorherzusagen, wie schnell und in welchem Umfang die Antarktis zum Anstieg des Meeresspiegels noch in diesem Jahrhundert beitragen wird.» Julia Schmale und ihr Team werden deshalb von Forschungsstationen in der Antarktis aus mit einem Fesselballon die Vorgänge der Wolkenbildung untersuchen.

«Die Veränderungen in der Arktis sind immer schneller und extremer, als man sich das je vorgestellt hat. Trotz unseres Hintergrundwissens.»

Auf Grönland-Mission

Bis 2026 forscht die Klimaexpertin zudem auf internationaler EPFL-Mission in Grönland, finanziert aus Mitteln des Schweizer Polarinstituts. Hier geht es um die Auswirkungen einer beschleunigten sozialökonomischen und Umweltveränderung auf den Nährstoff- und Kohlenstoffkreislauf der Fjorde. Untersucht wird auch, welchen Einfluss die schleichenden Veränderungen auf die Zusammensetzung der Atmosphäre haben werden. Julia Schmale brennt förmlich für diese Mission: «Wenn wir nicht jetzt dieses Wissen zu Tage fördern, ist es zu spät, dann werden wir nie wieder die Chance bekommen, dies zu tun!» Die Verantwortung sei gross, die Motivation aber auch. Schmale geht ihre wissenschaftliche Tätigkeit mit grossem Ernst, aber auch mit Optimismus an: «Als Professorin sehe ich so viele interessierte und talentierte junge Leute. Sie stellen die richtigen Fragen, haben sehr gute Ideen. Das gibt mir definitiv Hoffnung. Die Menschheit ist kreativ und intrinsisch motiviert, sich weiterzuentwickeln. Ich bin sehr optimistisch, dass wir die Herausforderungen des Klimawandels meistern können.»

Begeisterte Feldforscherin

Seit gut drei Jahren ist Julia Schmale Assistenzprofessorin am Institut für Umweltingenieurwesen der EPFL Valais-Wallis in Sitten. Sie leitet dort das Forschungslabor für extreme Umweltbedingungen (EERL). «Meine Gruppe beschäftigt sich mit Mikropartikeln in der Luft. Diese sind so klein, dass sie für unsere Augen eigentlich unsichtbar sind, aber sie haben einen grossen Einfluss auf das Klima und die menschliche Gesundheit.» Im Rahmen ihrer wissenschaftlichen Arbeit hat die gebürtige Deutsche schon viele Monate auf Eisbrechern in der Arktis und rund um die Antarktis sowie auf Messstationen in den Polarregionen verbracht. Aus eigenem Erleben ist ihr wichtig, dass junge Forschende nicht nur im Labor arbeiten, sondern auch Erfahrungen «im Feld» sammeln. Zum Beispiel auf Missionen in den kältesten Regionen der Erde. «Den Wert der Erfahrung, und von dem, was man mit dem einfachen Auge sieht, darf man nicht unterschätzen, auch nicht in der hoch spezialisierten Wissenschaft», betont die Expertin. «Vor allem helfen diese Eindrücke bei der Auswertung der gewonnenen Daten und beim Formulieren von neuen Forschungshypothesen.» Als Beispiel nennt Julia Schmale die Beobachtung der Meereisoberfläche in der Zentralarktis. «Man stellt sich meistens vor, dass dort im Winter eine geschlossene Meereisfläche vorliegt. Tatsächlich ist es aber so: Starke Winde sorgen dafür, dass sich immer wieder grosse Rinnen im Eis auftun, die viel Wasserdampf in die Atmosphäre entlassen. Aus diesen Rinnen kann im Winter auch Meersalz in die Atmosphäre entweichen, was wiederum Auswirkungen auf die Wolkenbildung hat.» Ein komplexes Geschehen, das man «vor Ort» am besten versteht...

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Deklaration: Dieser Inhalt wurde von NZZ Content Creation im Auftrag von Sustainable Switzerland erstellt.

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